A cincea generație de tehnologie celulară, 5G, este următorul mare salt în viteză pentru dispozitivele wireless. Această viteză include atât rata cât utilizatorii de telefonie mobilă pot descărca date pe dispozitivele lor și latența, sau retardul, se confruntă între trimiterea și primirea informațiilor.
5G își propune să ofere rate de date de 10 până la 100 de ori mai rapide decât rețelele 4G actuale. Utilizatorii ar trebui să se aștepte să vadă viteze de descărcare în ordinea gigabit-urilor pe secundă (Gb / s), mult mai mare decât viteza de zeci de megabits pe secundă (Mb / s) de 4G.
"Acest lucru este semnificativ, deoarece va permite noi aplicații care nu sunt posibile astăzi", a spus Harish Krishnaswamy, profesor asociat de inginerie electrică la Universitatea Columbia din New York. "Doar pentru un exemplu, la tarife de date gigabit pe secundă, puteți descărca un film pe telefonul sau tableta dvs. în câteva secunde. Acest tip de rate de date ar putea permite aplicații de realitate virtuală sau mașini de conducere autonomă."
Pe lângă faptul că necesită rate mari de date, tehnologiile emergente care interacționează cu mediul utilizatorului, cum ar fi realitatea augmentată sau mașinile cu autovehicule, vor necesita, de asemenea, o latență extrem de scăzută. Din acest motiv, obiectivul 5G este acela de a obține latențe sub nota de 1 milisecundă. Dispozitivele mobile vor putea trimite și primi informații în mai puțin de o mie de mii de secundă, care apar instantaneu utilizatorului. Pentru a atinge aceste viteze, lansarea 5G necesită o nouă tehnologie și infrastructură.
Noua rețea
Încă de la prima generație de telefoane mobile, rețelele wireless au funcționat pe aceleași benzi de frecvență radio ale spectrului electromagnetic. Dar, pe măsură ce mai mulți utilizatori aglomerează rețeaua și cer mai multe date ca niciodată, aceste autostrăzi cu unde radio devin din ce în ce mai congestionate cu traficul celular. Pentru a compensa, furnizorii celulari doresc să se extindă la frecvențele mai înalte ale undelor milimetrice.
Undele milimetrice folosesc frecvențe de la 30 la 300 gigahertz, care sunt de 10 până la 100 de ori mai mari decât undele radio utilizate astăzi pentru rețelele 4G și WiFi. Se numesc milimetri, deoarece lungimile lor de undă variază între 1 și 10 milimetri, unde undele radio sunt de ordinul centimetrilor.
Frecvența mai mare a undelor milimetrice poate crea noi benzi pe autostrada de comunicație, dar există o problemă: Undele milimetrice sunt ușor absorbite de frunziș și clădiri și vor necesita multe stații de bază distanțate, numite celule mici. Din fericire, aceste stații sunt mult mai mici și necesită mai puțină putere decât turnurile celulare tradiționale și pot fi amplasate deasupra clădirilor și stâlpilor de lumină.
Miniaturizarea stațiilor de bază permite, de asemenea, o altă descoperire tehnologică pentru 5G: Massive MIMO. MIMO reprezintă o ieșire multiplă cu intrare multiplă și se referă la o configurație care profită de antenele mai mici necesare undelor de milimetru prin creșterea dramatică a numărului de porturi de antenă în fiecare stație de bază.
"Cu o cantitate masivă de antene - zeci până la sute de antene la fiecare stație de bază - puteți servi mulți utilizatori diferiți în același timp, crescând rata de date", a spus Krishnaswamy. La laboratorul IC (COSMIC) Columbia de mare viteză și de milimetru, Krishnaswamy și echipa sa au conceput cipuri care permit atât tehnologia undelor milimetrice, cât și a MIMO. "Valul milimetric și MIMO masiv sunt cele mai mari două tehnologii pe care 5G le va folosi pentru a oferi rate de date mai mari și o latență mai mică pe care ne așteptăm să le vedem."
5G este periculos?
Deși 5G ne-ar putea îmbunătăți viața de zi cu zi, unii consumatori și-au exprimat îngrijorarea cu privire la potențialele pericole pentru sănătate. Multe dintre aceste preocupări se referă la utilizarea de peste 5 G a radiațiilor cu undă milimetrică cu energie mai mare.
"Există adesea confuzie între radiații ionizante și neionizante, deoarece termenul de radiație este folosit pentru ambele", a spus Kenneth Foster, profesor de bioinginerie la Universitatea de Stat din Pennsylvania. "Toată lumina este radiație, deoarece este pur și simplu energie care se deplasează prin spațiu. Este radiație ionizantă care este periculoasă deoarece poate rupe legăturile chimice."
Radiația ionizantă este motivul pentru care purtăm protecție solară în exterior, deoarece lumina ultravioletă de lungime de undă de pe cer are suficientă energie pentru a bate electronii din atomii lor, dăunând celulelor pielii și ADN-ului. Undele milimetrice, pe de altă parte, nu sunt ionizante, deoarece au lungimi de undă mai lungi și nu au suficientă energie pentru a deteriora direct celulele.
"Singurul pericol stabilit de radiații neionizante este încălzirea prea mare", a spus Foster, care a studiat efectele asupra sănătății undelor radio de aproape 50 de ani. „La niveluri ridicate de expunere, energia de frecvență radio (RF) poate fi într-adevăr periculoasă, producând arsuri sau alte daune termice, dar aceste expuneri sunt de obicei suportate doar în setări profesionale în apropierea emițătorilor de frecvență radio cu putere mare sau, uneori, în proceduri medicale neplăcute. "
Multe dintre strigătele publicului cu privire la adoptarea ecoului 5G preocupă generațiile anterioare ale tehnologiei celulare. Scepticii cred că expunerea la radiații neionizante poate fi în continuare responsabilă pentru o serie de boli, de la tumorile cerebrale până la cefalee cronice. De-a lungul anilor, au existat mii de studii care investighează aceste preocupări.
În 2018, Programul Național de Toxicologie a lansat un studiu de peste zece ani, care a găsit unele dovezi ale creșterii tumorilor cerebrale și ale glandelor suprarenale la șobolanii masculi expuși radiațiilor RF emise de telefoanele 2G și 3G, dar nu și la șoareci sau șobolani de sex feminin. Animalele au fost expuse la niveluri de radiații de patru ori mai mari decât nivelul maxim admis pentru expunerea umană.
Mulți oponenți la utilizarea studiilor de cireșe cu unde RF care susțin argumentul lor și adesea ignoră calitatea metodelor experimentale sau inconsecvența rezultatelor, a spus Foster. Deși nu este de acord cu multe dintre concluziile pe care scepticii le au despre generațiile anterioare de rețele celulare, Foster este de acord că avem nevoie de mai multe studii asupra efectelor potențiale asupra sănătății rețelelor 5G.
"Toți cei pe care îi cunosc, inclusiv eu, recomandă mai multe cercetări cu privire la 5G, deoarece nu există o mulțime de studii de toxicologie cu această tehnologie", a spus Foster.
Pentru susținătorii 5G, mulți cred că beneficiile pe care 5G le poate oferi societății depășesc cu mult necunoscutele.
"Cred că 5G va avea un impact transformațional asupra vieții noastre și va permite lucruri fundamental noi", a spus Krishnaswamy. "Care vor fi acele tipuri de aplicații și care este impactul acesta, nu putem spune sigur chiar acum. Ar putea fi ceva care ne ia prin surprindere și schimbă cu adevărat ceva pentru societate. Dacă istoria ne-a învățat ceva, atunci 5G va fi un alt exemplu de ceea ce wireless poate face pentru noi. "
